2020
（令和2
）年度 福岡女子大学 一般入試個別学力検査〔 前期日程試験問題 〕
注意事項
１ 試験開始の合図があるまで，この問題冊子の中を見てはいけません。
２ 問題は 4 〜 9 ページにあります。問題は全部で３題です。
３ 解答用紙には裏にも解答欄があります。
4 試験中に問題冊子の印刷不鮮明，ページの落丁・乱丁および解答用紙の汚れ等に気 づいた場合は，手を挙げて監督者に知らせてください。
５ 試験開始と同時に解答用紙の受験番号欄に受験番号を記入してください。
６ 試験終了後，問題冊子は持ち帰ってください。
【
90
分 】生 物
【Ⅰ】
次の文章を読んで、以下の問いに答えよ。窒素原子は、タンパク質の構成単位であるアミノ酸や、核酸の構成単位であるヌクレオチドに 含まれており、生物にとって重要な元素である。また、窒素原子はさまざまな状態で生態系内を 循環しており（図１）、そこには多くの生物のはたらきが関与している。
生態系での窒素の循環では、まずa）ある種の細菌が、大気中の窒素ガス（N2）を取り込んで アンモニウムイオン（NH4+）等の窒素化合物を作り出す（ア）によって、大気圏から生物圏へ と窒素が輸送される。（ア）の反応は（イ）のエネルギーを利用し、（ウ）と呼ばれる酵素のはた らきによって触媒される。
（エ）は、土壌中に存在するある種の細菌が（イ）を合成するときに行う代謝に伴って、b）硝 酸イオン（NO3-）や亜硝酸イオン（NO2-）等から窒素ガスを生成し、それを大気中に放出する、
つまり（ア）とは逆のプロセスである。
硝化作用は、c）亜硝酸菌によってアンモニウムイオンが亜硝酸イオンに、さらに硝酸菌によっ て亜硝酸イオンが硝酸イオンに酸化されるプロセスである。これらの細菌は、無機物の酸化反応 によって生成したエネルギーを利用して、二酸化炭素から有機物を合成する、つまりd）炭酸同 化をすることができる（オ）細菌である。
植物は硝酸イオン等を根から吸収する。植物に吸収された硝酸イオンは、亜硝酸イオンを経て アンモニウムイオンに変換される。アンモニウムイオンは、（イ）のエネルギーを用いて（カ）
合成酵素のはたらきによって（キ）と結合し、（カ）がつくられる。（カ）のアミノ基（-NH2） の1つは（キ）合成酵素のはたらきによって（ク）に渡されることで、2分子の（キ）が生成す る。（キ）は細胞質基質に運ばれ、細胞質基質中の（ケ）のはたらきによってさまざまな（コ）
にアミノ基が移り、結果として色々な種類のアミノ酸が生じる。そして、それらのアミノ酸はタ ンパク質や核酸等の有機窒素化合物を合成する際の材料となる。これが植物によるe）窒素同化 である。
図１ 生態系の中でとり得る窒素の様々な形態
（ア）
（エ）
植物の窒素同化
硝化 NO2-
NO2-
NH4+
NO2-
NO3-
NO N2O N2
有機窒素化合物
問１ （ア）～（コ）に当てはまる最も適当な語句を以下から選択せよ。
ケトグルタル酸、脱窒、ATP、カタラーゼ、グルタミン酸、窒素固定、アミノ基転移酵素、
化学合成、シャペロン、有機酸、ニトロゲナーゼ、グルタミン
問２ 下線部a）に関連した以下の問いに答えよ。
（ア）を行う細菌のなかには、ダイズ等のマメ科植物の根に住みついている根粒菌がい る。そのマメ科植物と根粒菌は、お互いが利益を得る相利共生の関係にある。お互いにど のような利益があるか100字以内で説明せよ。
問３ 下線部b）に関連した以下の問いに答えよ。
大量の化学肥料を用いる近代農業がひきおこす環境問題の解消において、下線部b）の 反応は重要なはたらきを担っている。この反応が、環境への負荷を抑制するはたらきを 100字以内で説明せよ。
問４ 下線部c）に関連した以下の問いに答えよ。
亜硝酸菌および硝酸菌による硝化作用は、以下の化学反応式で示すことができる。（Ａ）
～（Ｃ）に当てはまる化学式を答えよ。
亜硝酸菌 2NH4+ + 3（Ａ）→ 2NO2- + 4（Ｂ）+ 2（Ｃ）+ エネルギー 硝酸菌 2NO2- +（Ａ）→ 2NO3- + エネルギー
問５ 下線部d）に関連した以下の問いに答えよ。
硝化作用を行う多くの細菌も光合成を行う植物も、同じ反応回路を用いて二酸化炭素を 固定している。その反応回路の名称を答えよ。
問６ 下線部e）に関連した以下の問いに答えよ。
動物の窒素同化は植物のものと異なる。動物の窒素同化は、どのように行われるか150 字以内で説明せよ。
【Ⅱ】
次の文章を読んで、以下の問いに答えよ。生物の遺伝情報はDNAによって受け継がれている。DNAは2本の鎖からなる構造をしており、
それぞれの鎖はヌクレオチドと呼ばれる単位が繰り返してできている。ヌクレオチドは（ア）、
（イ）および（ウ）から構成されている。（ア）の各炭素原子はダッシュ付きの番号で表されて いて、（イ）は1番目の炭素原子に、（ウ）は5番目の炭素原子に結合している。また、3番目の 炭素原子にはヒドロキシ基が結合しており、隣り合うヌクレオチド同士は、一方の（ウ）ともう 一方のヒドロキシ基が（エ）結合により結合している。
細胞が分裂する際には、DNAの持つ遺伝情報は分裂した2個の細胞に正確に伝えられる必要 がある。この時、1分子のDNAから同じDNAが2分子つくられる過程を複製と呼ぶ。DNAの 複製は、原核細胞でも真核細胞でもa）半保存的に複製されることがわかっている。図１は、
DNAの複製を示している。
図１ DNA複製の仕組み 上図の矢印は新たに合成された鎖を示す。
複製の際に起こる新しいDNAを作る過程をDNAの合成と呼ぶ。DNAの合成ではDNAポリ メラーゼと呼ばれる酵素が、b）鋳型DNAの情報を元に5′ から3′ の方向に新しいヌクレオチド を次々と付加していく。この合成に使われるヌクレオチドには、3つの（ウ）がついており、そ の外側の2つの（ウ）が一緒に外れる際のエネルギーを利用してヌクレオチドは付加されていく。
また、非常に低い確率ではあるが、DNAポリメラーゼは新しく合成しているDNA鎖に間違った ヌクレオチドを挿入してしまうことがある。しかし、DNAポリメラーゼは、誤ったヌクレオチ ドが結合した時は複製を止め、そのヌクレオチドを取り除いた後に正しいヌクレオチドに入れ直 して修復する校正機能をもっている（図２−a）。
図２ DNAの複製と校正
a）実際の伸長方向、b）3′→5′方向への仮想的な伸長
上図では、新しく合成されているDNA鎖に対合する鋳型DNA鎖は省略されている。
問１ （ア）～（エ）に最も適切な語句を入れよ。
問２ 下線部a）について、半保存的複製とはなにか50字以内で説明せよ。
問３ 下線部b）について、鋳型DNAの配列が5′ GAATTC 3′ だった場合、新しく合成される DNAの配列を5′ 側から記入せよ。
問４ 下線部b）について、らせんが開かれていく方向と同じ方向にDNAの合成が進むリーディ ング鎖と、それとは逆に合成が進む鎖では、DNA合成のしくみは異なる（図１）。このリー ディング鎖とは逆方向に合成される鎖の名称を答えなさい。さらに、この鎖のDNA合成の しくみを75字以内で説明せよ。
問５ 下線部b）について、3′ から5′ の方向にDNAの合成が進んだ場合には、どのような不都
【Ⅲ】
次の文章を読んで、以下の問いに答えよ。腎動脈から腎臓に送り込まれた血液は、腎小体の（ア）に送られる。（ア）では、血圧により 水分とともにa）血液中の物質の一部がボーマンのうへとろ過される。ボーマンのうに押し出さ れた液体は（イ）と呼ばれる。（イ）は腎細管（尿細管、細尿管）へと送られ、水分とともに 濾過された物質の一部は再吸収される。その後、（イ）は（ウ）に送られ、さらに水分等が吸収 されて尿になる。腎細管や（ウ）での水分やナトリウムイオンの再吸収はホルモンによっても調 節される。ホルモンの（エ）は、腎細管や（ウ）に作用し、ナトリウムイオンと水分の再吸収を 増やす。また、ホルモンの（オ）は（ウ）に作用し、b）水分の再吸収を促進する。
イヌリンは（ア）でろ過される物質であり、ボーマンのう中の（イ）のイヌリン濃度は血しょ う中のイヌリン濃度と等しい。また、腎細管や（ウ）で再吸収も排泄もされない性質をもつ。同 じ被験者に対し、以下の実験１と実験２を行った。
実験１
イヌリンの溶液を血中に持続的に注入することで、血しょう中のイヌリン濃度を0.02g/Lに 保ちながら、1時間尿を採取した。尿中のイヌリン濃度を測定したところ、2.5g/Lであった。
また、尿量は60mLだった。
実験２
グルコースを血液中に注射し、血しょう中のグルコース濃度を変化させ、尿中に排泄される グルコース量を測定した。図１の実線は、血しょう中のグルコース濃度と1分間あたり尿へ排泄 されるグルコース量の関係を示している。
問１ （ア）～（オ）に最も適切な語句を入れよ。
問２ 下線部a）の「血液中の物質の一部」に当てはまらないものは次のうちどれか。記号で答 えよ。
①メチオニン、②アドレナリン、③免疫グロブリン、④乳酸、⑤尿酸 問３ （エ）と（オ）が分泌される部位をそれぞれ答えよ。
問４ （オ）の分泌は、血液中の物質の濃度（血しょう浸透圧）が上昇すると、促進される。血 液中の物質の濃度上昇を感知する中枢神経系の場所を答えよ。
問５ 下線部b）の現象は、（ウ）を構成する細胞の細胞膜で、水を通すチャネルタンパク質の働 きが変化することによる。このタンパク質の名称を答えよ。
問６ 実験１の結果から、1分間に生成される（イ）の量（mL）を計算せよ。
問７ （イ）のグルコース濃度が増加すると、ある濃度Aまでは腎細管でのグルコース再吸収量 は増加するが、それ以上の濃度ではグルコース再吸収量は一定となる。図１に示した結果か ら、この濃度A（mg/100mL）に最も近い値を次のうちから選び、番号で答えよ。
①200 ②300 ③400
問８ 実験１と実験２の結果から、（イ）のグルコース濃度が濃度Aよりも高い時、尿へのグル コース排泄量Y（mg/分）は、腎細管でのグルコース再吸収量の最大値B（mg/分）と血しょ う中のグルコース濃度X（mg/100mL）を用いて、どのような式で表されるか答えよ。
問９ 実験１と実験２の結果から、腎細管でのグルコース再吸収量の最大値B（mg/分）を求め よ。
図１ 血しょう中のグルコース濃度が変化した際の尿へのグルコース排泄量
尿へのグルコース排泄量Y（mg/分）
血しょう中のグルコース濃度X（mg/100mL）
600 500 400 300 200 100
00 100 200 300 400 500 600 700 800
